Као основни контролни елемент у области индустријске аутоматизације, прекидачи ограничене{0}}позиције се широко користе у ЦНЦ машинама, опреми за дизалице, системима лифтова итд. и обављају кључне функције као што су контрола хода, заштита терминала и сигурносно блокирање. Стабилност његових перформанси директно утиче на сигурност рада и ефикасност производње опреме. Међутим, у компликованим условима рада, услед механичког удара, корозије околине и електричног преоптерећења, животни век крајњих прекидача се лако може скратити, што доводи до кварова опреме. На основу међународних стандарда и индустријске праксе, овај рад систематски описује основне стандарде тестирања животног века граничних прекидача из три димензије оптимизације дизајна, контроле животне средине и стратегије одржавања и предлаже решења за продужење века граничних прекидача.
Стандардни систем за испитивање радног века крајњих прекидача
Тест животног века крајњих прекидача захтева и механичку и електричну проверу перформанси. Стандард Међународне електротехничке комисије ИЕЦ 61058-1 и кинески национални стандард ГБ/Т15092.1 пружају ауторитативне оквире за тестирање за индустрију. Анализирати са три аспекта откривања пројекта, стања околине и параметара рада.
(А) Основни тестови
1. Испитивање механичког века трајања
Ово симулира рад прекидача који се понавља без струје да би се проверила издржљивост контактних, опруга и погонских механизама. Стандард захтева да прекидачи обављају више од 30.000 операција под називним оптерећењима са одступањем радне силе од ±20% почетне вредности. На пример, приликом тестирања граничног прекидача лифта, роботска рука непрекидно притиска погонску шипку фреквенцијом од 15 пута у минути и бележи промене контактног отпора. Када отпор премаши 50% почетне вредности, прекидач се сматра неважећим.
2.Електрично испитивање животног века
Ефекат ерозије лука приликом пребацивања током пребацивања оптерећења је тестиран на називном напону (нпр. 220В АЦ/ДЦ) и струји (нпр.. 10А). Стандард прописује да прекидачи наизменичне струје морају бити у стању да издрже отварање и затварање 100.000 прекидача, док ДЦ прекидачи обично имају скраћени радни век на једну трећину АЦ прекидача због потешкоћа у сузбијању лука. Током испитивања мора се пратити повећање температуре изложености и, ако пређе 65 степени, испитивање мора бити прекинуто.
3.Тестирање прилагодљивости животној средини
Тест високе/ниске температуре: Прекидачи су циклично изложени у опсегу од -40 степени до 85 степени да би се проверило да ли се коефицијенти топлотног ширења материјала поклапају. Тестови граничног прекидача дизалице открили су да се пластично кућиште скупило на -20 степени, што је довело до заглављивања погонске шипке и неопходно је да прекидач буде окренут на металну основу.
Тестирање влажности: Прекидачи су изложени релативној влажности од 95% током 48 сати да би се проверила отпорност изолације испод 1 Омега.
Тест сланом спрејом: У морском окружењу, спреј са 5% раствора НаЦл који се користи за проверу отпорности металних компоненти на корозију.
4. Испитивање механичке чврстоће
Кућиште прекидача примењује статички притисак од 50 Н, а погонска шипка примењује 10 Н · м обртног момента како би се осигурало да не дође до деформације или лома. Гранични прекидач ЦНЦ алатне машине због недостатка чврстоће шкољке и квара, због удара струготине узрокованих грешкама у раду. Чврстоћа је затим побољшана додатком слоја пластике ојачане стакленим влакнима (ГФРП).
(Б) Кључни параметри тестирања
Учесталост рада: Овај стандард предвиђа 6 до 30 пута у минути за механичка испитивања животног вијека и 10 до 60 пута у минути за електрична испитивања вијека трајања, који се бирају према сценарију примјене.
Тип оптерећења: Отпорна оптерећења (нпр. грејачи) и индуктивна оптерећења (нпр. мотори) имају веома различите ефекте на контактну ерозију и морају се тестирати одвојено.
Контактни притисак: Почетни контактни притисак ће се контролисати у опсегу 2Н-5Н. Недовољан притисак може довести до лошег контакта, а превелики притисак убрзава хабање.
Типични узроци за скраћивање радног века прекидача са ограниченим{0}}позицијама
(А) Оштећење од механичког удара
У тешкој опреми као што су кранови и пресе за бушење, замршено жичано уже или механичко преоптерећење могу проузроковати да гранични прекидачи издрже тренутни удар. Студија случаја лучке контејнерске дизалице открила је да је оригинални дизајн, са директно повезаном структуром канапа, имао утицај од 2.000Н током намотавања жичаног ужета, што је далеко више од номиналног капацитета прекидача (500Н), што је резултирало у просеку 4,9 кварова месечно. Са композитном структуром "веза ланца + опружни тампон", сила удара је ослабљена на мање од 300 Н, а стопа отказа смањена је на 0,3 пута месечно.
(Б) Ефекти корозије у животној средини
Хемијска корозија: У хемијској и металуршкој индустрији, корозивни гасови као што су Х2С и СО2 реагују са металним контактима и формирају сулфид, изазивајући драматично повећање отпорности на контакт. После шест месеци, гранични прекидач постројења за производњу сумпорне киселине формира сулфидни слој дебљине 0,5 мм на контактној површини, повећавајући контактни отпор са 50 на 2 омега.
Електрохемијска корозија: При високој влажности, галванске ћелије се формирају између различитих металних компоненти, убрзавајући корозију. На пример, када се бакарни контакти генеришу са челичним опругама, јавља се разлика потенцијала од 0,3 В, повећавајући стопу корозије за фактор три.
(Ц) Ризици од електричног преоптерећења
У ДЦ колу, лук је тешко угасити јер не постоји нулта тачка пресека, а контактна површина наставља да гори. Лифтови који раде на 24В ДЦ/10А имају базен за топљење пречника 2 мм на контактној површини након три месеца, што доводи до лошег контакта. Прелазак на сребро са контактним материјалом од сребрног кадмијум оксида (АгЦдО) смањује пречник базена талине на 0,3 мм и продужава његов радни век на више од две године.
Решења за продужење радног века прекидача ограничених{0}}позиција
(А) Оптимизација конструкцијског дизајна
Извори утицаја изолације
Он усваја структуру А "гранични оквир + ротирајући склоп прекидача", која омогућава жичаном ужету да прође кроз унутрашњи прстен оквира. Чак и ако дође до заплитања, оквир се неће ненормално подићи или спустити, спречавајући погрешан рад погонске шипке. Стопа квара порталне дизалице-уморне гуме смањена је са 9,2 пута месечно на 4,6 пута месечно.
Додавање механизама бафера
Инсталирајте опруге или хидрауличне одбојнике између погонске шипке и механичких оптерећења да бисте умањили удар за преко 80%. На пример, додавањем азотне опруге, гранични прекидач ударца смањује ударну силу од 1500Н на 300Н и продужава свој контактни век са 50.000 на 200.000.
(Б) Надоградња материјала и процеса
Избор контактног материјала
Легуре сребрног никла (АгНи) имају 40% бољу отпорност на ерозију лука од чистог сребра за прекидаче наизменичне струје.
За ДЦ прекидаче, материјали од сребрног кадмијум оксида (АгЦдО) или сребрног волфрам карбида (АгВЦ) могу утростручити век трајања лука.
Дизајн заптивања кућишта
За прекидаче који се користе на отвореном или у влажним окружењима, користите заштитну структуру са ИП67 оценом са силиконским заптивкама унутра како бисте спречили улазак влаге. Користећи овај дизајн, гранични прекидач за ветротурбине на мору ради пет година у окружењу сланог спреја без квара.
(Ц) Стратегије контроле животне средине
Регулација температуре и влажности
Инсталирајте систем локалне вентилације у радионици за високе температуре како бисте одржали температуру око прекидача испод 40 степени и одвлаживач у влажном окружењу да бисте одржали релативну влажност испод 60%.
Третмани за заштиту од корозије
Металне компоненте: Дацромет премази или галванизоване легуре цинка{0}}никла за продужење времена сланог спреја са 96 сати на 1000 сати.
Пластичне компоненте: Додајте УВ апсорбере да бисте спречили старење и пуцање на отвореном.
(Д) Системи за одржавање и надзор
Планови инспекције
Једном месечно се проверава слобода кретања погонске шипке и чисти се струготина или уље.
Отпор контакта и отпор изолације се мере тромесечно и захтевају да се одмах замене ако подаци флуктуирају за више од 20%.
Интелигентне технологије за праћење
Сензори вибрација и модул за праћење струје су интегрисани да прате радну фреквенцију и електричне параметре прекидача у реалном времену. Паметна фабрика је смањила непланиране застоје за 75% користећи систем за предвиђање кварова граничних прекидача 30 дана унапред.
Закључак:
Крајњи прекидачи ће бити тестирани на њихов животни век у строгој сагласности са међународним стандардима као што је ИЕЦ 61058-1 и њихов рад ће бити верификован механички, електрични и еколошки. Оптимизацијом конструкцијског дизајна, надоградњом материјала, контролом животне средине и применом интелигентног одржавања, његов радни век се може значајно продужити. На пример, комбинацијом ових решења, једно предузеће је повећало просечни век трајања граничних прекидача са две на осам година, смањујући годишње трошкове одржавања за скоро 60.000 долара. У будућности, са развојем ИоТ технологије, предиктивно одржавање граничних прекидача ће постати маинстреам, додатно промовишући надоградњу поузданости система индустријске аутоматизације.
